DE102008018844A1 - Wall thickness distribution measurement device for transparent material of transparent container, has processing unit for determining distance between two light signals to determine wall thickness of transparent material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Messung einer Wanddickenverteilung eines transparenten Materials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur berührungslosen Messung einer Wanddickenverteilung eines transparenten Materials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.The The invention relates to a device for non-contact Measurement of a wall thickness distribution of a transparent material according to the preamble of claim 1 and a Method for the contactless measurement of a wall thickness distribution a transparent material according to the preamble of Claim 3.
Im
Stand der Technik, beispielsweise in den Schriften
Zur Überwindung
der dargestellten Nachteile sind in der
Nachteilig ist, dass eine derartige Vorrichtung zur Messung einer Bodenwandstärke nur dann einsetzbar ist, wenn ein Winkel zwischen einer Innen- und einer Außenfläche hinreichend klein ist, d. h. dass die Innen- und Außenfläche hinreichend parallel verlaufen. Überschreitet dieser Winkel jedoch ein bestimmtes Maß, sind die Reflexionen an der Innen- und der Außenfläche nicht gleichzeitig auf dem opto-elektronischen, bildauflösenden Sensor abbildbar, da die Reflexion von der Innenseite derart stark abgelenkt wird, dass diese nicht von einer Empfangsoptik des Sensors empfangbar ist. Weiterhin ist nachteilig, dass mittels der Vorrichtung Bereiche eines Behälters, welche einen geringen Krümmungsradius aufweisen, nicht vermessbar sind, da es an diesen Bereichen ebenfalls zu stark gestreuten Reflexionen kommt. Dadurch ist eine Intensität des reflektierten Lichtes zu gering, um auswertbare elektrische Signale anhand des Sensors zu erzeugen.adversely is that such a device for measuring a bottom wall thickness can only be used if an angle between an interior and an outer surface is sufficiently small, d. H. that the inner and outer surfaces are sufficiently parallel. exceeds However, this angle, a certain measure, are the reflections on the inner and the outer surface not at the same time imaged on the opto-electronic, image-resolving sensor because the reflection from the inside is deflected so much that this is not receivable by a receiving optics of the sensor. Furthermore, it is disadvantageous that by means of the device areas a container having a small radius of curvature, are not measurable, as it too strong in these areas scattered reflections comes. This is an intensity of the reflected light too low to evaluable electrical Generate signals from the sensor.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen Messung einer Wanddickenverteilung eines transparenten Objektes anzugeben, welche sich insbesondere zu einer Messung der Wanddickenverteilung von Behälterglas und/oder anderen nicht frei geformten Glaserzeugnissen eignen. Dabei soll eine Messung der Wanddickenverteilung auch dann möglich sein, wenn zwischen der Innen- und der Außenfläche des Behälterbodens ein großer Keilwinkel vorhanden ist. Ferner soll die berührungslose Messung mittels der angegebenen Vorrichtung und des Verfahrens ebenfalls an Bereichen mit geringen Krümmungsradien sowie einfach und kostengünstig durchführbar sein.Of the The invention is therefore based on the object, a device and a method for the contactless measurement of a wall thickness distribution of a specify transparent object, which in particular to a Measurement of the wall thickness distribution of container glass and / or other non-free-formed glass products are suitable. It should a measurement of the wall thickness distribution also possible be if between the inner and the outer surface the container bottom a large wedge angle available is. Furthermore, the non-contact measurement by means of specified device and the method also in areas With low radii of curvature and easy and inexpensive feasible be.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weiterhin wird die Erfindung durch ein Verfahren gemäß den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen gelöst.The The object is achieved by a device having dissolved, which has the features specified in claim 1. Furthermore, the invention by a method according to the solved in claim 3 specified characteristics.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Messung einer Wanddickenverteilung eines transparenten Materials umfasst eine Drehvorrichtung, mittels der das transparente Material um eine vertikale Achse drehbar ist, eine Lichtquelle, eine Bilderfassungseinheit und eine Verarbeitungseinheit. Erfindungsgemäß ist die Licht aussendende Lichtquelle unterhalb des transparenten Materials angeordnet, so dass das Licht bei einer Durchleuchtung des drehbar in der Drehvorrichtung angeordneten transparenten Materials an einer Außenseite und einer Innenseite des transparenten Materials derart reflektierbar ist, dass es auf die seitlich des transparenten Materials angeordnete Bilderfassungseinheit trifft. Dabei entsteht bei einer Reflexion von zumindest einem Teil des Lichtes an der Außenseite des transparenten Materials ein erstes Lichtsignal und bei der Reflexion eines weiteren Teiles des Lichtes an der Innenseite des transparenten Materials ein zweites Lichtsignal, so dass mittels der Verarbeitungseinheit aus einem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtsignal eine Wanddicke des transparenten Materials ermittelbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dabei insbesondere durch ihren einfachen und somit kostengünstigen Aufbau sowie die daraus resultierende Zuverlässigkeit aus. Besonders vorteilhaft ist, dass die Ermittlung der Wanddicke auch dann möglich ist, wenn an einem Boden eines aus dem transparenten Material gebildeten Behälters die Außen- und Innenseite einen großen Keilwinkel zueinander aufweisen und/oder wenn eine Kontur des Behälters am Messort einen kleinen Krümmungsradius aufweist.The device according to the invention for non-contact measurement of a wall thickness distribution of a transparent material comprises a rotary device, by means of which the transparent material is rotatable about a vertical axis, a light source, an image acquisition unit and a processing unit. According to the invention, the light-emitting light source is arranged below the transparent material, so that the light can be reflected upon transillumination of the rotatable in the rotating device arranged transparent material on an outer side and an inner side of the transparent material such that it is arranged on the side of the transparent material image acquisition unit meets. In this case, a reflection of at least a part of the light on the outside of the transparent material, a first light signal and in the reflection of a further part of the light on the inside of the transparent material, a two tes light signal, so that by means of the processing unit from a distance between the first and the second light signal, a wall thickness of the transparent material can be determined. The device according to the invention is characterized in particular by its simple and thus inexpensive construction and the resulting reliability. It is particularly advantageous that the determination of the wall thickness is also possible if on a bottom of a container formed from the transparent material, the outside and inside have a large wedge angle to each other and / or if a contour of the container has a small radius of curvature at the measurement location.
Die Bilderfassungseinheit ist insbesondere eine Zeilenkamera, die ein Objektiv und einen opto-elektronischen Zeilensensor umfasst. Zeilenkameras besitzen den Vorteil, dass auch bei hohen Geschwindigkeiten von Objekten, hier insbesondere des zu untersuchenden transparenten Materials, noch scharfe Bilder aufgenommen werden können, woraus sich wiederum ein geringer Zeitaufwand zur Messung der Wanddickenverteilung ableitet.The Image capture unit is in particular a line scan camera, the Lens and an opto-electronic line sensor includes. line cameras have the advantage that even at high speeds of Objects, in particular the transparent to be examined Material, still sharp pictures can be taken, from which in turn, a small amount of time to measure the wall thickness distribution derives.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur berührungslosen Messung einer Wanddickenverteilung eines transparenten Materials wird das um eine vertikale Achse drehbar angeordnete, transparente Material mit Licht einer Lichtquelle durchleuchtet. Erfindungsgemäß wird das transparente Material mittels der unterhalb des transparenten Materials angeordneten Lichtquelle durchleuchtet, so dass zumindest ein Teil des Lichtes an einer Außenseite und ein weiterer Teil des Lichtes an einer Innenseite des transparenten Materials derart reflektiert werden, dass zumindest ein erstes Lichtsignal und ein zweites Lichtsignal auf die seitlich des transparenten Materials angeordnete Bilderfassungseinheit treffen. Aus einem Abstand zwischen dem ersten Lichtsignal und dem zweiten Lichtsignal wird mittels der Verarbeitungseinheit eine Wanddicke des transparenten Materials ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfach und kostengünstig durchführbar und zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Durch die Erfassung der Wanddickenverteilung ist es möglich, dass fehlerhafte Materialien erfasst und ausgesondert werden können.at the inventive method for non-contact Measurement of a wall thickness distribution of a transparent material is the rotatable about a vertical axis arranged transparent material illuminated with light from a light source. According to the invention the transparent material by means of the below the transparent Material arranged light source is illuminated, so that at least one part of the light on one outside and another Part of the light on an inside of the transparent material be reflected such that at least a first light signal and a second light signal on the side of the transparent material meet arranged image capture unit. From a distance between the first light signal and the second light signal is by means of the processing unit has a wall thickness of the transparent material determined. The inventive method is by means of the device according to the invention simple and inexpensive feasible and is characterized by a high reliability. By capturing the Wall thickness distribution, it is possible that faulty materials can be recorded and rejected.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be described in more detail below with reference to drawings explained.
Darin zeigen:In this demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Zur
Messung einer Wanddickenverteilung des transparenten Behälters
B, insbesondere im Bereich seines Behälterbodens (= Messbereich),
ist dieser um eine vertikale Achse Y drehbar in der Drehvorrichtung
Dabei
umfasst die Drehvorrichtung
Während
zumindest einer Rotation um 360° ist der Behälter
B mit einem von der Lichtquelle
Bei einer Reflexion des Lichtes L an der Außenseite WA des transparenten Materials M entsteht ein erstes Lichtsignal L1 und bei der Reflexion des Lichtes L an der Innenseite WI des transparenten Materials M entsteht ein zweites Lichtsignal L2. Zwischen den Lichtsignalen L1 und L2 ist ein Abstand A2 ausgebildet, der dem Abstand A1, d. h. der Wanddicke entspricht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind lediglich die beiden Lichtsignale L1 und L2 zu einer vereinfachten Darstellung gezeigt. Das Licht L wird jedoch an weiteren Bereichen des transparenten Behälters B reflektiert und gestreut.at a reflection of the light L on the outside WA of transparent material M produces a first light signal L1 and in the reflection of the light L on the inside WI of the transparent material M, a second light signal L2 arises. Between the light signals L1 and L2 is formed a distance A2, the distance A1, d. H. corresponds to the wall thickness. In the present embodiment are only the two light signals L1 and L2 to a simplified Illustration shown. The light L will, however, on other areas the transparent container B is reflected and scattered.
Die
Bilderfassungseinheit
Trifft
das Licht L und insbesondere die beiden Lichtsignale L1 und L2 auf
das Objektiv
Zwischen
einem ersten Wert S1 auf einer steigenden Flanke des ersten Peaks
P1 und einem zweiten Wert S2 auf einer steigenden Flanke des zweiten
Peaks P2 wird ein Abstand A3 ermittelt, welcher in Abhängigkeit
von der beschriebenen durchgeführten Vergrößerung
oder Verkleinerung des Abstandes A2 mittels des Objektives
Anschließend
wird das Signal S mit den Werten S1 und S2 an eine Verarbeitungseinheit
Die
Verarbeitungseinheit
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Drehvorrichtungrotator
- 2.12.1
- Gleitplattesliding plate
- 2.1.12.1.1
- Aussparungrecess
- 2.22.2
- Stützvorrichtungsupport device
- 2.32.3
- Antriebdrive
- 33
- Lichtquellelight source
- 44
- BilderfassungseinheitImage capture unit
- 4.14.1
- Zeilensensorline sensor
- 4.24.2
- Objektivlens
- 55
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- A1A1
- Abstanddistance
- A2A2
- Abstanddistance
- A3A3
- Abstanddistance
- BB
- Behältercontainer
- LL
- Lichtlight
- L1L1
- Erstes Lichtsignalfirst light signal
- L2L2
- Zweites Lichtsignalsecond light signal
- MM
- Transparentes Materialtransparent material
- P1P1
- Erster Peakfirst peak
- P2P2
- Zweiter Peaksecond peak
- SS
- Signalsignal
- S1S1
- Erster Wertfirst value
- S2S2
- Zweiter Wertsecond value
- WW
- Wandungwall
- WAWA
- Außenseiteoutside
- WIWI
- Innenseiteinside
- YY
- Vertikale Achsevertical axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - EP 1073878 B1 [0003] - EP 1073878 B1 [0003]
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Legal Events
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